KR20010008256A - 스테틱 퓨전 디텍션 알고리즘 - Google Patents

Abstract

본 발명은 CCD카메라 또는 USB 카메라를 통해 PC에서 디스플레이 되어지는 영상의 전체 영역에서 움직임을 감지할 수 있는 것으로 카메라에서 촬영한 영상을 PC로 전송하고 있는 화면에서 먼저, 대표점들을 추출하고 이를 중심으로 특정 크기의 사각형 블록 단위로 나누고 출력되는 영상에서 보안 관리자에 의해 기준 비디오 프레임이 정해지고 정해진 화면과 기준 비디오 프레임 이후 연속적으로 출력되는 영상 화면을 비교하여 블록 단위로 RGB평균값을 구해 기준 비디오 프레임과 연속적으로 출력되는 각 프레임의 블록간의 RGB 평균값의 차이가 보안 관리자가 지정한 임계값 이상이 되면 해당 비디오 프레임에서 움직임을 감지하게 되는 영상 감지 시스템으로 단발적인 움직임이 아닌 본래의 기준 비디오 프레임의 RGB 정보로 현재 연속적으로 출력되고 있는 프레임의 RGB 정보가 환원 될 때까지 지속적으로 움직임을 감지할 수 있으므로 박물관, 은행, 미술관, 차고 등과 같이 동적인 변화가 거의 없는 곳에 사용할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.

Description

스테틱 퓨전 디텍션 알고리즘 {Static fusion detection algorithm}

본 발명은 주변 상태 및 상황 변화 감지 시스템에 관한 것으로, 특히 CCD카메라 또는 USB 카메라를 통해 PC에서 디스플레이 되어지는 영상의 전체 영역에서 움직임을 감지할 수 있는 감지 시스템에 관한 것이다.

종래의 알고리즘들의 경우 카메라로부터 PC로 전송되어 출력되는 화면에서 특정 영역에서 발생하는 특정 영역과 특정 순간의 움직임을 단발적으로 감지하고 있었다.

그러나, 움직이는 객체가 출력되는 영상의 해당 감지 영역을 벗어나거나 감지 영역 내에서 재빠르게 움직일 경우 더 이상 감지하지 못하거나 움직임 자체를 감지하지 못하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 기준 비디오 프레임은 현재 주변 상황 즉 문의 열림과 닫힘 상태, 그림이 벽에 걸린 위치 상황, 가구 위치 상황 등의 정보를 저장하고 있다가, 연속적으로 디스플레이 되는 각 비디오 프레임의 정보와 기준 비디오 프레임의 정보를 비교하여 본래의 기준 비디오 프레임의 RGB정보로 현재 연속적으로 출력되고 있는 비디오 프레임의 RPG 정보가 환원 될 때까지, 지속적으로 움직임을 감지하는 스테틱 퓨전 디텍션 알고리즘을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 카메라에서 촬영한 영상을 PC로 전송하는 연속된 비디오 프레임 화면에서 기준 비디오 프레임을 정하고 이후, 연속적으로 출력되는 비디오 프레임을 대표점을 기준으로 구성된 블록들의 RGB 평균값의 비교를 통해 기준 비디오 프레임과 각 비디오 프레임간의 특정 블록에서의 RGB 평균값의 차가 임계값 이상이 되면 해당 비디오 프레임에서 움직임을 감지할 수 있는 동적 영상 감지 시스템을 달성하였다.

도 1a는 본 발명의 바람직한 실시예의 스테틱 퓨전 디텍션 알고리즘 예시도,

도 1b는 본 발명의 바람직한 실시예의 스테틱 퓨전 디텍션 알고리즘 예시도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예의 스테틱 퓨전 디텍션 알고리즘 순서도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 프레임 1 2 : 프레임 2

3 : 대표점 4 : 블록

5 : 블록 1

6 : (X, Y)대표점 주변블록 설정과 컬러 텔레비전의 삼원색(RGB) 평균값 산출 1

7 : 오리지널 리스트 박스(Original_ListBox)

8 : 움직임 감시

9 : 커런트 리스트 박스(Current_ListBox)

10 : (X, Y)대표점 주변블록 설정과 컬러 텔레비전의 삼원색(RGB) 평균값 산출 2

11 : 블록 2

이하, 본 발명의 구성을 바람직한 실시예를 들어 첨부된 도면을 참고로 상세히 설명한다.

도 1a는 바람직한 실시예의 전체적인 개념 예시도로 다음과 같이 구성되어 있다.

두 개의 프레임(1, 2)을 도시한 것으로 차량의 움직임을 나타낸 것이며 화면을 여러 개의 대표점(3)으로 나누고 대표점을 기준으로 일정간격의 블록(4)을 설정하여 두 개의 프레임을 비교하여 움직임을 감지하는 것이다.

도 1b는 바람직한 실시예의 전체 블록도로 다음과 같이 구성되어 있다.

블록 1(5)과 (X, Y) 대표점 주변 블록 설정과 RGB(컬러 텔레비전의 삼원색으로 빨간색, 초록색, 파랑색) 평균값 산출 1(6)과 오리지널 리스트 박스(7) (Orignal_ListBox)와 움직임 감시(8)와 커런트 리스트 박스(9)(Current_ListBox)와 (X, Y) 대표점 주변 블록 설정과 RGB 평균값 산출 2(10)와 블록2(11)로 이루어져 있다.

상기 블록 1(5)은 CCD 또는 USB 카메라를 통해, PC로 전송되는 영상이 디스플레이 되는 화면에서 화면의 전체 크기를 특정 블록의 크기로 구분한다. 즉 하기와 같이 실시예를 들어 설명한다.

실시예)

화면의 전체 크기가 320 × 240 일 경우, 1블록의 크기를 10 ×10으로 설정한다면, 화면상에는 총 768 개의 블록이 생성되며 각 블록에서의 중앙값을 대표점으로 추출하는 것이다.

상기 (X, Y) 대표점 주변 블록 설정과 RGB 평균값 산출 1(6)은 X by X 크기 블록 내의 각 화소 값을 GetRvAalue(빨간색값), GetGValue(초록색값), GetBValue(파랑색값) 윈도우 API(Application Program Interface 응용 프로그램 인터페이스) 함수를 이용하여 구한 후 이를 전체 화소로 나눈 1블록 RGB 평균값 산출을 하는 것이다.

상기 오리지널 리스트 박스(7)(Orignal_ListBox)는 상기 평균값 산출에서 수행한 평균 RGB 값을 구하는 과정을 전체 화면에서의 블록 수만큼 수행하여 산출된 각 블록의 RPG 평균값을 순차적으로 오리지널 리스트 박스에 저장하는 것이다.

상기 블록 2(11)는 연속적으로 출력되는 비디오 프레임마다 상기 블록 크기에서 수행한 것과 동일하게 대표점을 추출하는 것이다.

상기 (X, Y) 대표점 주변 블록 설정과 RGB 평균값 산출 2(10)는 X by X (x ±a, y ±b) 크기 블록 내의 각 화소의 RGB값을 GetRValue(빨간색값), GetGValue(초록색값), GetBValue(파랑색값) 윈도우 API 함수를 이용하여 구한 후 이를 전체 화소로 나눈 1 블록의 RGB 평균값 산출하는 것이다.

상기 커런트 리스트 박스(9)(Current_ListBox)는 상기 오리지널 리스트 박스에서 수행한 1블록의 평균 RGB 값을 구하는 과정을 전체 화면에서의 블록 수 만큼 수행하여 산출된 각 블록의 RGB 평균값을 오리지널 리스트 박스에서 저장한 각 블록의 순서와 동일한 순서로 커런트 리스트 박스에 저장하는 것이다.

상기 움직임 감시(8)는 오리지널 리스트 박스에서 기준 비디오 프레임의 RGB 평균값을 저장하고 있는 오리지널 리스트 박스의 값과 현재 출력되고 있는 비디오 프레임의 RGB 평균값을 저장하고 있는 커런트 리스트 박스의 값을 순차적으로 비교하여 Original_ListBox.ltems[Original_ListBox.ListBox.ltemIndex] - [Current_ ListBox.ltems{current_ListBox.ltemIe}의 절대 값이 보안 관리자가 지정한 임계값 이상이 되면 해당 비디오 프레임에서 움직임이 감지된 것으로 인지하는 것이다.

도 2는 바람직한 실시예의 동적인 영상 감지 시스템의 순서도로 다음과 같은 단계로 이루어져 있다.

임계값 설정 단계(S10)와;

기준 비디오 프레임 설정 단계(S20)와;

전체 영역에서 대표점들을 추출하는 단계(S30)와;

블록내의 점들이 RGB 평균값을 계산하여 오리지널 리스트 박스에 저장하는 단계(S40)와;

RGB 평균값을 계산하여 커런트 리스트 박스에 저장하는 단계(S50)와;

RGB 평균값과 오리지널 리스트박스에 저장된 기준 비디오 프레임의 RGB 평균값과 비교하는 단계(S60)와;

블록간에 차의 절대값이 임계값 이상인 블록이 있는가 판단하는 단계(S70)와;

카메라 디스플레이 화면 내에 움직임 간주 단계(S80)로 이루어져 있다.

상기 임계값 설정 단계(S10)는 임의의 각각의 논리식으로 할 때 이들 논리식 가운데 적어도 n개가 참이면 결과가 참, n개 이하가 참이면 결과가 거짓이 되는 성질을 갖는 논리 연산자 즉, 아날로그 양의 입력이 어떤 한계값을 초월했을 때 출력이 1 그 외는 0이 되는 회로에서의 한계값으로 동적 영상 감지 시스템의 임계값을 설정하는 것이다.

상기 기준 비교 비디오 프레임 설정 단계(S20)는 기준 모드로 전환하기 위해서 프레임을 설정하는 것으로 비교 기준 대상 비디오 프레임의 현재 주변 상황 즉, 문의 열림과 닫힘 상태, 그림이 벽에 걸린 위치 상황, 가구 위치 상황 등의 정보를 설정하는 것이다.

상기 전체 영역에서 대표점들을 추출하는 단계(S30)는 도 1a에 도시된 바와 같이 출력된 화면의 대표점들을 추출하는 것으로 화면의 전체 크기에서 1블록의 크기를 일정간격으로 설정하면 일정 간격의 블록이 생성되고 이 생성된 점을 대표점으로 하는 것이다.

상기 블록내의 점들이 RGB 평균값을 계산하여 오리지널 리스트 박스에 저장하는 단계(S40)는 상기 전체 영역에서 대표점들을 추출하는 단계에서 추출된 대표점은 좌표로 나타내며 그 좌표를 (X, Y)를 기준으로 대표점 주변에 X ±a와 Y ±b를 한 블록으로 설정하고 블록내의 화소들의 RGB 평균값을 산출하고 산출된 값을 오리지널 리스트 박스에 저장하는 것이다

상기 현재 RGB 평균값을 계산하여 커런트 리스트 박스에 저장하는 단계(S50)는 연속적으로 출력되는 비디오 프레임의 전체 화면을 기준 비디오 프레임에서 설정한 크기와 동일한 블록 크기로 나누고 각 블록의 RGB 평균값을 전체 화소로 나눈 1 블록의 RGB 평균값을 산출하는 것이다.

상기 RGB 평균값과 오리지널 리스트박스에 저장된 비교 대상 비디오 프레임의 RGB 평균값과 비교하는 단계(S60)는 상기 기준화면과 비교 대상화면에서 동일한 블록의 임계값을 비교하여 임계값 이상이면 움직임이 있는 것으로 간주하는 것이다.

상기 블록간에 차의 절대값이 임계값 이상인 블록이 있는가 판단하는 단계는 상기 임계값 설정단계(S70)에서 정한 설정값과 비교하여 이상일 경우는 카메라 디스플레이 화면 내에 움직임 간주 단계로 진행하며 이하일 경우는 RGB 평균값과 오리지널 리스트 박스에 저장된 비교 대상 비디오 프레임의 RGB 평균값과 비교하는 단계로 진행하게 되는 것이다.

상기 카메라 디스플레이 화면 내에 움직임 간주 단계(S80)는 절대값이 지정한 임계값 이상이 되면 해당 비디오 프레임에서 움직임이 감지되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 단발적인 움직임이 아닌 본래의 기준 비디오 프레임의 RGB 정보로 현재 연속적으로 출력되고 있는 비디오 프레임의 RGB 정보가 환원 될 때까지 지속적으로 움직임을 감지할 수 있으므로 박물관, 은행, 미술관, 차고 등과 같이 동적인 변화가 거의 없는 곳에서 사용할 수 효과가 있으므로 보안 장치 시스템 산업상 뛰어난 효과가 있다.

Claims (3)

1. 주변 상태 및 상황 변화 감지 시스템에 있어서,

   기준이 되는 화면을 오리지널 리스트 박스에 저장하고 움직임이 있는 화면은 커런트 박스에 저장하여 두 개의 변화된 화면을 블록의 RGB(빨강, 초록, 파랑색) 평균값을 비교하여 임계값 이상의 움직임을 지속적으로 감지하는 것을 특징으로 하는 스테틱 퓨전 디텍션 알고리즘.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 블록의 RGB는 화면상에 X축 Y축의 대표점(X, Y) 좌표를 대표점으로 하여 (X ±a, Y ±b)의 블록을 설정하여 블록내 화소들의 RGB 평균값을 산출하는 것을 특징으로 하는 스테틱 퓨전 디텍션 알고리즘.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 주변 상태 및 상황 변화 감지 방법은

   임계값 설정 단계(S10)와;

   기준 비디오 프레임 설정 단계(S20)와;

   전체 영역에서 대표점들을 추출하는 단계(S30)와;

   블록내의 점들이 RGB 평균값을 계산하여 오리지널 리스트 박스에 저장하는 단계(S40)와;

   RGB 평균값을 계산하여 커런트 리스트 박스에 저장하는 단계(S50)와;

   RGB 평균값과 오리지널 리스트박스에 저장된 기준 비디오 프레임의 RGB 평균값과 비교하는 단계(S60)와;

   블록간에 차의 절대값이 임계값 이상인 블록이 있는가 판단하는 단계(S70)와;

   카메라 디스플레이 화면 내에 움직임 간주 단계(S80)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 스테틱 퓨전 디텍션 알고리즘.